一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法及系统，通过建立数据库，对比实时净空与净空阈值，当实时净空大于净空阈值时，通过获取风电机组状态数据，结合实时净空，得到对应的实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷；当实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷中任意一项大于等于其对应的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值或塔底载荷阈值时，风电机组停机；系统包括净空监控判断模块、载荷监控判断模块和风电机组状态数据模块；通过实时净空与风电机组状态数据的结合，实现风电机组载荷的估算，进而更好的保障风电机组的安全运行，并且成本更低，无需再次额外投入设备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及风电机组的载荷监测领域，特别是涉及一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着叶片越来越长，柔性越来越大；加之风电机组成本压力巨大，风电机组设计过程中净空的裕量越来越小，为风电机组配置净空监测系统，实时测量风电机组运行过程中的净空数据，已经越来越有必要，并且为了保障风电机组安全运行，对于风电机组载荷的监测也是必需的。
[0003]现有技术中多为针对净空，即叶片距离塔筒标明的距离的监测或测量的方法，或者通过传感器测量叶根载荷、塔顶载荷，与阈值载荷进行对比，来决定风电机组是否需要停机，以保障风电机组的安全运行；现有技术中的监测方法将净空监测和载荷监测分开进行，造成了投入设备多，监测过程繁复，成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法，通过建立净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库，利用实时净空数据，实现对风电机组中叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷的判断，进而判断风电机组是否停机或降载操作，保证了风电机组的安全性。
[0005]本专利技术为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法，已知风电机组净空阈值、叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值，建立净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库，包括以下步骤：S1.获取实时净空；本方法中实时净空数据可通过测距传感器测量得到。
[0006]S2.对比所述实时净空与净空阈值，当所述实时净空小于等于所述净空阈值时，风电机组停机；当所述实时净空大于所述净空阈值时，进入载荷判断阶段，具体包括以下步骤：S21.获取风电机组状态数据，结合所述实时净空，得到对应的实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷；S22.对比所述实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷与所述叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值，当所述实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷中任意一项大于等于其对应的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值或塔底载荷阈值时，风电机组停机。
[0007]进一步地，所述风电机组状态数据包括发电功率、风轮转速、发电机转速、发电机转矩、桨距角、机舱加速度和变桨速率。
[0008]进一步地，为了建立有效数据库，所述净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔
底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库由实测得到，并经过风电机组的实测数据的验证；通过实测得到的数据库实际验证有效且可重复使用，随着实测的增加，数据库将越发完善，监测及对比精度更高。
[0009]进一步地，所述净空阈值、叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值预置在数据库中；净空阈值、叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值在风电机组设计过程中预设了阈值。
[0010]进一步地，所述实时净空通过测距传感器测量得到。
[0011]进一步地，为了更精确的将实时净空数据转化成实时载荷数据，当风电机组状态数据与所述实时净空的组合在所述数据库中无直接对应数据时，根据最接近的两组数据进行线性插值计算。
[0012]本专利技术还提供一种基于风电机组净空监测的载荷监控系统，解决了上述方法的实现问题，通过净空监控判断模块、载荷监控判断模块和风电机组状态数据模块的配合，实现风电机组中叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷和塔底载荷的判断，进而完成是否停机的操作。
[0013]具体的，包括净空监控判断模块、载荷监控判断模块和风电机组状态数据模块，所述净空监控判断模块包括用于监测实时净空的测距传感器、数据接收对比模块和第一判断模块，所述净空监控判断模块与风电机组状态数据模块作为输入与所述载荷监控判断模块连接；所述载荷监控判断模块包括净空转载荷模块、载荷数据库和第二判断模块，所述净空转载荷模块包括净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库。
[0014]具体原理如下：测距传感器测得实时净空，经过净空判断步骤后进入载荷判断步骤，结合风电机组状态数据模块检测得到的风电机组状态数据，经过净空转载荷模块中数据库对比及线性插值计算，得到实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷，得到的实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷与载荷数据库中的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值、塔底载荷阈值进行对比，经过第二判断模块的对比，当实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷中任意一项数值大于等于载荷数据库中对应的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值、塔底载荷阈值时，风电机组停机或降载。
[0015]有益效果如下：本专利技术通过建立净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库，利用实时净空数据，实现对风电机组中叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷的判断，进而判断风电机组是否停机或降载操作，保证了风电机组的安全性，并且成本更低，无需再次额外投入设备。
附图说明
[0016]图1为本实施例中基于风电机组净空监测的载荷监控系统示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，
表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0018]如图1所示，本实施例提供基于风电机组净空监测的载荷监控系统，包括包括净空监控判断模块1、载荷监控判断模块2和风电机组状态数据模块3，净空监控判断模块1包括用于监测实时净空的测距传感器10、数据接收对比模块11和第一判断模块12；净空监控判断模块1与风电机组状态数据模块3作为输入与载荷监控判断模块2连接；载荷监控判断模块2包括净空转载荷模块20、载荷数据库21和第二判断模块22，净空转载荷模块20包括净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库23。
[0019]本实施例中系统工作原理如下：测距传感器10测得实时净空，经过净空判断步骤后进入载荷判断步骤，结合风电机组状态数据模块3检测得到的风电机组状态数据，经过净空转载荷模块2中数据库对比及线性插值计算，得到实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷，得到的实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷与载荷数据库21中的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值、塔底载荷阈值进行对比，经过第二判断模块22的对比，当实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷、实时塔底载荷中任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于风电机组净空监测的载荷监控方法，其特征在于，已知风电机组净空阈值、叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值，建立净空、叶根载荷、传动链载荷、塔顶载荷、塔底载荷和风电机组状态数据间的对应关系数据库，包括以下步骤：S1.获取实时净空；S2.对比所述实时净空与净空阈值，当所述实时净空小于等于所述净空阈值时，风电机组停机；当所述实时净空大于所述净空阈值时，进入载荷判断阶段，具体包括以下步骤：S21.获取风电机组状态数据，结合所述实时净空，得到对应的实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷；S22.对比所述实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷与所述叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值和塔底载荷阈值，当所述实时叶根载荷、实时传动链载荷、实时塔顶载荷和实时塔底载荷中任意一项大于等于其对应的叶根载荷阈值、传动链载荷阈值、塔顶载荷阈值或塔底载荷阈值时，风电机组停机。2.根据权利要求1所述基于风电机组净空监测的载荷监控方法，其特征在于，所述风电机组状态数据包括发电功率、风轮转速、发电机转速、发电机转矩、桨距角、机舱加速度和变桨速率。3.根据权利要求1所述基于风电机组净空监测的载荷监控方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，廖戡武，李小孟，巫发明，李慧新，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：